一种带IGBT过流保护的驱动器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带IGBT过流保护的驱动器，包括驱动器主电路、电流采样调理电路、控制板、IGBT驱动板和复杂可编程逻辑器件，所述驱动器主电路与IGBT驱动板相连；IGBT驱动板与控制板相连；所述电流采样调理电路分别与所述驱动器主电路和复杂可编程逻辑器件相连，用于采样驱动器主电路上的输出电流并对采样到的电流进行判断；所述复杂可编程逻辑器件安装在控制板上。本实用新型专利技术能够有效的保护功率开关器件。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力变换器功 率开关器件的过流检测领域，特别是涉及一种带IGBT过流保护的驱动器。
技术介绍
近年来，IGBT已经在电气传动、大功率UPS、新型电源等方面得到了广泛的应用。由于IGBT经常工作于高压大电流的恶劣条件之下，在开发和使用过程中经常遇到过流损坏的问题，严重影响其应用。鉴于IGBT的过流损坏时该期间的主要损坏原因，因此有必要对其过流保护做进一步的研究。目前IGBT常用的过流检测方式主要有两种I、驱动保护电路。日本FUJI公司的EXB840、EXB850系列是比较经典的集成驱动电路，具有过流检测、保护、软关断等特性。其保护机理为根据IGBT的导通压降判断是否过流。2、电流检测法。根据电流采样结果，若电流超过过流保护临界值，则控制芯片判断为过流，PWM停止输出。方法I存在过流保护阀值太高的缺陷，一般适用于短路保护。IGBT过流幅度不同，温度不同，过流保护的时间也应不同，方法2忽略了这点。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种带IGBT过流保护的驱动器，能够有效的保护功率开关器件。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种带IGBT过流保护的驱动器，包括驱动器主电路、电流采样调理电路、控制板、IGBT驱动板和复杂可编程逻辑器件，所述驱动器主电路与IGBT驱动板相连；IGBT驱动板与控制板相连；所述电流采样调理电路分别与所述驱动器主电路和复杂可编程逻辑器件相连，用于采样驱动器主电路上的输出电流并对采样到的电流进行判断；所述复杂可编程逻辑器件安装在控制板上。所述复杂可编程逻辑器件为CPLD芯片或FPGA芯片。所述电流采样调理电路包括相互连接电流采样电路和比较电路。 所述电流采样电路由霍尔电流传感器和滤波补偿电路组成，所述霍尔电流传感器输出端与滤波补偿电路输入端相连。有益效果由于采用了上述的技术方案，本技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果本专利技术通过CPLD监测过流，简化电路板布局，方便制板，使得电路更加稳定。根据IGBT的实时温度、驱动器的运行频率等因素，确定过流保护的延迟时间，本技术使得过流检测更加灵活化，避免误判断，更加有效地保护IGBT。将模块的过流检测处理交由CPLD完成，缓解了 CPU的运算压力，从而使得CPU的控制效率和精度得到提高。附图说明图I是本技术的电路原理框图；图2是本技术使用时的流程图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本 技术。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本技术的实施方式涉及一种带IGBT过流保护的驱动器，如图I所示，包括驱动器主电路、电流采样调理电路、控制板、IGBT驱动板和复杂可编程逻辑器件，所述驱动器主电路与IGBT驱动板相连；IGBT驱动板与控制板相连；所述电流采样调理电路分别与所述驱动器主电路和复杂可编程逻辑器件相连，用于采样驱动器主电路上的输出电流并对采样到的电流进行判断；所述复杂可编程逻辑器件安装在控制板上。其中，驱动器主电路为强电部分；控制板是驱动器的“大脑”，根据工况需要，给IGBT提供适合的控制信号；IGBT驱动板往往会包含开关电源；所述复杂可编程逻辑器件为CPLD芯片。CPLD可从控制芯片索取与IGBT可持续时间相关的变量的实时状况。值得一提的是，其中复杂可编程逻辑器件也可采用FPGA芯片实现。所述电流采样调理电路包括相互连接电流采样电路和比较电路。所述电流采样电路由霍尔电流传感器和滤波补偿电路组成，所述霍尔电流传感器输出端与滤波补偿电路输入端相连。本技术使用方法如下，包括以下步骤A.通过电流传感器和信号调理电路对驱动器输出电流采样根据驱动器功率模块可承受电流的大小，进行过流判断，将电流采样结果划分为三个状态未过流，次过流警戒和过流；C. CPLD根据不同状态进行处理(I)过流时，停止PWM输出；(2)次过流状态和未过流时，对两种状态累积加减运算，当计数达到一定数值时，CPLD切断PWM输出，对IGBT实施保护。所述“一定数值”为CPLD根据当前实际工况确定的次过流状态累积报警值。实际工况包括驱动器当前的运行频率、模块的温度等因素，这些数据均可从控制芯片中读取。也就是说，当变换器处于次过流警戒状态时，CPLD以某一时钟频率对状态加一计数，当状态切换为未过流时，CPLD减一计数，计数值下限为0，上限值由IGBT的实时运行情况得到，当状态计数达到上限，进行过流保护，停止PWM输出。值得一提的是，也可采用减法进行计数，当变换器处于次过流警戒状态时，CPLD以某一时钟频率对状态减一计数，当状态切换为未过流时，CPLD加计数，设定计数值上限，上限值由IGBT的实时运行情况得到，当状态计数减至O时，进行过流保护，停止PWM输出。其具体步骤如下步骤1，根据驱动器的功率大小以及所选用的IGBT标准参数，确定判断过流和次过流的分界点。步骤2，根据步骤I的设计结果，结合电流传感器型号，设计电流采样调理电路。步骤3，将电流采样调理结果，通过比较器电路，将电流采样结果划分为三个状态未过流，次过流警戒和过流。以U相电流过流判断为例当iu > iumax, iu_oc 为 H, iu_ocl 为 H ；当iumax > iu ^ iumax I, iu_oc 为 L, iu_ocl 为 H ；当iumax I > iu, iu_oc 为 L, iu_ocl 为 Η。 变量说明iu为U相电流，iumax为过流临界值，iumax I为次过流临界值，iu_0C、iu_ocl为电流采样结果经比较器输出结果，假设有效电平为高电平，则当U相过流发生时，iu_oc输出高电平⑶，反之，iu_oc输低高电平(L)。同理，当U相次过流发生时，iu_ocl输出高电平⑶，反之’ iu_ocl输低高电平(L)。步骤4，电流采样调理比较电路将电流状态判断结果以数字量形式输出至CPLD，CPLD根据不同状态进行处理，具体处理流程如图2所示。图2中，num_u为U相次过流状态计数器,其最小值为O。Nmax为次过流状态累积允许最大值，当num_u > Nmax时,状态等同过流。CPLD根据当前实际工况(包括驱动器当前的运行频率、模块的温度等因素)，这些数据均可从控制芯片中读取，进行该状态延续时间的累积计数，当计数值大于Nmax时，立即切断PWM输出，从而有效地保护IGBT。(I)过流时，停止PWM输出；(2)次过流状态时，num_u加I,当num_u大于Nmax时,停止PWM输出；(3)未过流时，num_u减I, num_u的最小值为O。步骤5, V相、W相电流过流处理与上述相同，Nmax同样适用于iv、iw过流计数判断。权利要求1.ー种带IGBT过流保护的驱动器，包括驱动器主电路、电流采样调理电路、控制板、IGBT驱动板和复杂可编程逻辑器件，其特征在于，所述驱动器主电路与IGBT驱动板相连；IGBT驱动板与控制板相连；所述电流采样调理电路分别与所述驱动器主电路和复杂可编程逻辑器件相连，用于采样驱动器主电路上的输出电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王文婷，王庭，许牧华，谢子方，章江锋，徐宁，
申请(专利权)人：宁波安信数控技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：